Сфера применения и особенности эксплуатации винтовых насосов. Винтовой насос – незаменимый помощник для дома Что такое винтовой насос

Винтовые насосы для скважин – тип устройств, где вытеснением воды занимаются один или пара роторов, которые достигают нужного напора. Ротор производит обороты в статоре подходящего типа. Насосы винтовые являются объёмными. Винтовые устройства называют роторно-зубчатыми. Они, чаще всего, производятся, используя шестеренные насосы, при помощи сокращения количества и повышения наклонов шестерёнок.

Винтовой насос является объемным

Главное назначение описываемых устройств в перекачке нефтяных продуктов. Насосные винтовые конструкции занимаются перекачкой мазута, нефти, масла, дизельного топлива, парафина. Насосные винтовые устройства применяются в различных сферах. Они перерабатывают шлаки, помогают производить изделия из табака, текстильные и бумажные продукты, пищевые и химические предметы, обрабатывают изделия из железа.

Винтовые насосные устройства для скважин не получили особой популярности в роли главных гидросистемных насосов в машинах.

Типология устройств

Винтовые скважинные насосы делятся на несколько типов.

Насосы из одного винта – горизонтальные насосы; тип – объёмный. Подобные устройства производятся из резинового «обруча» и однозаходного металлического винта, которые вращается в обойме. Когда происходит вращение, то между деталями появляются пространства, куда попадает вода, которую перекачивают. После попадания туда вода передвигается в полости нагнетания.
Насосы из двух винтов – конструкции, использующиеся, чаще всего, при морской, пресной, минеральной перекачке жидкостей.
Модели мазутные из двух винтов – устройства, использующиеся, в преимуществе, для перекачки мазута и другой вязкой жидкости. Отличается одинарным торцевым уплотнением, рубашкой обогрева, стальной прочной частью.
Насосы из трёх винтов – конструкции работают с не агрессивными жидкостями со смазывающей способностью и абразивными механическими примесями в составе. Работают в горизонтальном и вертикальном положениях.

Не редко винтовые устройства называют шнековыми, объединяя их в одно целое, делать этого не стоит, потому что устройства являются различными по типу работы. Шнековый насос также характеризуется вытесняющим действием, но он динамический, в отличие от винтового устройства.

Шнековые насосы отличаются героторной винтовой парой. Она занимается определением свойств устройства и обусловливанием механизма работы насоса. В состав винтовой пары входят статичный элемент-статор и подвижная часть – ротор.

Самыми популярными считаются устройства, где установлен двухзаходный статор и однозаходный ротор.

Винтовой шнековой насос перекачивают неоднородные вещества

Винтовой шнековый насос является незаменимым для работы с разнообразными веществами разнородных характеров, и обладает достаточным количеством плюсов. На некоторых участках иногда нельзя использовать никакие другие насосные установки, кроме шнекового.

Преимущества винтового шнекового насоса таковы:

описанные насосные устройства – самовсасывающие, им не требуется «заливка»;
насосные системы занимаются перекачкой неоднородных веществ со смесями разнообразных веществ.

Работа винтовых насосов

Винтовые погружные насосы отличаются особой конструкцией. Они состоят из таких компонентов:

мотор-редуктор приводного типа;
стойка переходная;
статор-ратор в паре;
патрубок напорный;
камера;
шарнир;
валовый компонент уплотняющего типа.

Основной рабочей частью конструкции считают винтовую пару. Эластомерный статор соединён с металлическим ротором внутри. Из-за вращательных движений происходит изменения с объёмом полости в паре, вода движется по оси насосного устройства. Жидкости вытесняются и происходит всасывание.

Для повышения качества уплотнения насосного устройства и сокращения уровня утечек, конструкцию оснащают при помощи гибкого конусного либо цилиндрического корпуса. Стоим заметить, что эластическая конструкция насоса справляется с гораздо меньшим давлением, в сравнение с конструкцией из металла. Помимо прочего, в состав конструкции входят второстепенные элементы, уплотнениям, подшипники и гайки.

Винтовые насосы работают по чётко-описанным принципам и в определённых условиях. К основным характеристикам относят.

Температурную характеристику. Определением самого высокого уровня температуры воды занимается статор насосного устройства. Отметим, что температуру могут определять природа жидкостей и условия работы насосного устройства.
Установку из винтов считают самовсасывающим устройством.
Характеристику подачи. Такие устройства отличаются объёмным принципом функционирования. Благодаря этому, подача веществ происходит регулярно, гладко и без резких колебаний.

Чтобы работа насосов была слаженной, стоит поговорить о возможных объёмах жидкостей для функционирования. Винтовые конструкции отличаются повышенным уровнем устойчивости из-за качественно выполненного статора. Данные насосы можно использовать при перекачке каждой вязкой жидкости, а также при перекачке воды с твёрдыми частицами. Такие осложнения не приведут к прекращению работы или ухудшению эффективности.

Чтобы обезопасить статор нужно заливать насос специальной жидкостью для перекачки. Сделав это, займитесь проверкой состояния клапанов. Они должны быть в открытом виде. Касаемо насоса с регулярно действующим двигателем, то, чтобы урегулировать движение вещественных потоков, нужно заняться установкой определенной скорости подачи либо установкой регулировочного клапана.

Эксплуатацию винтового насоса необходимо максимально обезопасить

Очень важно обезопасить работу с насосными устройствами. Соблюдайте простые меры предосторожности, включая насос, дабы ваша техника прослужила вам долго.

Категорически воспрещается включать систему без нахождения там жидкостей. Впоследствии этого может произойти деформация статора.
Не стоит регулировать величину подачи устройства при помощи закрывания клапана. Данное действие имеет побочные свойства при отсутствии защиты – деформацию приводных механизмов и двигателей.

Положительные стороны винтовых насосов

Стоит отметить, что винтовые установки отличаются рядом положительных характеристик и отзывов. Многие пользователи отмечают эффективность таких устройств. О преимуществах и недостатках поговорим далее.

Положительные стороны и признаки конструкции:

Они долговечны. Из-за того, что электродвигатель занимается движением винта, и ему не приходится иметь контакт с «внутренностями» устройства, происходит снижение трения до минимальной отметки. Это и способствует долговечности работы.
Осевое течение перемещения среды в устройстве. Это способствует тому, что выходящий «продукт» сможет двигаться гладко, отсутствуют пульсации.
Устройства отличаются невысокими характеристиками по шумовому загрязнению. Из-за невысокой инерции движущихся деталей устройства, у пускового момента также будут низкие показатели.
Установкам свойственна хорошая всасывающая характеристика.
Конструкция мощных устройств оснащена предохранительными клапанами. Они нужны для безопасной работы насосов и всей конструкции в целом. Клапаны нужны для тех вариантов, если происходит превышение давления.
Жидкость подаётся равномерно, что делает винтовые насосы лучше поршневых и плунжерных.
Винтовые насосы отличаются простотой конструкции, удобностью в использовании и обслуживании.
Винтовые конструкции способны всасывать жидкость из десятиметровой глубины.
Винтовым установкам свойственен качественный механизм.
Насосы легко эксплуатируются.

Небольшие минусы

Среди нескольких недостатков отмечают следующие:

при работе с винтовыми насосами невозможно урегулировать рабочий объём;
при работе с другими видами наблюдаются трудности;
винтовые модели отличаются худшими габаритно-весовыми показателями;
отличаются высокой ценой.

О чём стоит подумать в первую очередь, выбирая насосную конструкцию?

Эффективность работы насоса для вас зависит от следующих важных факторов:

от типа установления конструкции и его характеристикой использования;
от скорости подачи качаемой жидкости;
от показателя давления;
от того, какое вещество будет перекачиваться: речь о плотности, составе, температуре и вязкости.

Выбирайте технику с умом, и она точно прослужит вам долго и качественно, ведь многое действительно зависит от того, какими критериями вы руководствуетесь при выборе.

Винтовые насосы состоят из одной или нескольких пар зацепляющихся винтов со специальным профилем нарезки, которые размещенных с небольшими зазорами в расточках корпусов. Винтовой насос может содержать только один винт или шнек, но в гидроприводах такие насосы не нашли применения.

Схематическое изображение зацепляющихся винтов в трехвинтовом насосе показано на рис.29, конструктивная схема винтового насоса на рис.30

Центральный ведущий винт (ротор)1 и два боковых ведомых винта (замыкатели) 3 имеют профиль нарезки, с помощью которого, зацепляясь, они обкатываются друг относительно друга, образуя, совместно, с поверхностями расточек в корпусе 4 герметически отделенные от всасывающей и нагнетательной магистрали камеры. Эти камеры при вращении винтов переносятся вдоль оси ротора (подобно жидкостной гайки) из зоны всасывания в зону нагнетания, где вытесняется жидкость заполнившая их. Благодаря такому принципу действия, насос теоретически создает плавную подачу жидкости и малый уровень шума в работе. Это одно из главных преимуществ такого типа. Ведомые винты вращаются под действием сил и не нагружаются крутящим моментом, а весь качающий узел насоса хорошо уравновешен.

Техническая характеристика насоса

Винтовые насосы способны работать с высоким числом оборотов 3000…6000 об/мин и выше;

Диапазон значений подач также очень широк - имеются малые насосы, развивающие подачу примерно 3 л/мин, и большие - до 6000 л/мин;
Рабочие давления у трехвинтовых насосов с подачей до 100 л/мин могут достигать 10…25 мПа, а у больших типоразмеров рабочие давление не превышает 4…6,3 мПа;
Двухвинтовые насосы обычно рассчитаны на небольшие подачи – до 40 л/мин и сравнительно небольшие давления – 4…6,3 мПа.

Недостатки винтового насоса

Недостатком винтовых насосов является:

невозможность регулирования их рабочего объема;
трудность агрегатирования друг с другом и насосами других типов;
худшие, чем у остальных, габаритно-весовые показатели.

Применение винтового насоса

Широкого распространения в гидросистемах машин, в качестве основных, винтовые насосы не получили и используются, главным образом, в приводах некоторых металлорежущих ста нков и прессов как вспомогательные - для создания больших подач при холостых ходах. А также в установках для охлаждения и фильтрации рабочей жидкости.

С момента создания первого насоса инженеры придумали немало разновидностей нагнетательных механизмов, каждому из которых присущи свои достоинства.

Некоторые получили очень широкое распространение, другие применяются только в особых условиях.

К агрегатам «специального назначения» можно отнести винтовой насос: принцип действия агрегата позволяет перекачивать вещества, перед которыми пасуют многие из его конкурентов. Далее мы узнаем, из чего состоит данный насос и как он работает.

Винтовые насосы задумывались как устройства для перекачивания жидкостей и растворов с большой вязкостью.

Потребность в таких агрегатах имеется во многих отраслях промышленности, например, в пищевой, химической, текстильной, металлообрабатывающей и т.д.

В строительстве при помощи винтовых помп осуществляют подачу смесей для наливных полов и кровельных покрытий.

С течением времени эта технология становилась все более совершенной и сегодня винтовые насосы успешно работают в десятках тысяч скважин по всему миру. Именно эти агрегаты инженеры-нефтяники считают самыми многообещающими.

Кроме этого винтовые насосы применяют для обезвоживания природного газа, организации отопления зданий, добычи минеральных вод и многого другого. Также они активно применяются как насосы-дозаторы.

Среди владельцев скважин на воду большую популярность приобрели бытовые винтовые насосы. К их услугам прибегают при наличии значительного количества песка в воде. В таких условиях центробежные насосы быстро изнашиваются, а вибрационные не могут применяться из-за негативного воздействия вибраций на дно источника. Винтовые же насосы не вибрируют и безболезненно переносят наличие твердых механических примесей.

Любое оборудование может выйти из строя. Особо остро ощущается жителями частных домов поломка насоса. в случае отсутствия сервисного центра — единственный выход наладить водоснабжение.

Какую насосную станцию лучше выбрать для дачи и как правильно ее установить, читайте .

Подтопление подвала несет в себе массу опасностей, особенно нежелательна вода для фундамента. Насос для откачки воды из подвала решит эту проблему. По этой ссылке рассмотрим организацию автоматической откачки воды из подвального помещения.

Достоинства и недостатки

Популярность винтовых насосов обусловлена следующими их особенностями:

КПД агрегатов относительно высок – от 50% до 70%.
Способны перекачивать жидкости с гораздо большей вязкостью, чем импеллерные помпы, обеспечивая при этом более высокий напор.
Могут перекачивать смеси с твердыми включениями, при этом последние не повреждаются, как в плунжерных и поршневых насосах.
Принцип действия винтового насоса исключает появление пульсаций при подаче жидкости, характерных для некоторых типов оборудования. К тому же она не перемешивается, как в центробежном насосе, что обеспечивает сохранность структуры.
Винтовые помпы относятся к категории самовсасывающих, при этом глубина всасывания может достигать 8,5 м. К наличию свободного газа в перекачиваемой среде проявляют абсолютное безразличие.
Конструкция агрегата является чрезвычайно простой и включает только одну движущуюся деталь. Клапана и другие элементы, в которых может образоваться затор, не применяются. Соответственно, упрощаются монтаж, эксплуатация и обслуживание агрегата.
Насос является компактным и характеризуется низким уровнем шума.

Стальной винтовой насос Compact

Как у любого оборудования, есть у винтовых насосов и слабые стороны:

Процесс изготовления отличается сложностью и высокой стоимостью.
Отсутствует возможность изменения рабочего объема.

У насоса имеется «слабое звено» в виде статора, который изготавливается из эластомерных материалов (разновидность полимеров). Такие детали обладают следующими нежелательными свойствами:

при работе вхолостую очень быстро получают неустранимые повреждения;
при температурах свыше 150 градусов плавятся;

Могут они испортиться при контакте с некоторыми веществами, например, разбухнуть.

Принцип работы

Ротор агрегата представляет собой цилиндрическую деталь со спиральным желобом, похожую на винт или шнек. Он располагается внутри статора – стальной трубы с установленной внутри нее эластомерной гильзой (обоймой), в которой также имеется спиралевидный канал. Спираль ротора может иметь несколько заходов. Спираль статора всегда имеет на один заход больше.

Вдоль линии контакта между ротором и статором имеются непроницаемые для перекачиваемой среды участки, которые разделяют внутреннее пространство насоса на несколько отдельных полостей. Благодаря тому, что ротор установлен в статоре с некоторым смещением в поперечном направлении (с эксцентриситетом), при его вращении эти полости попеременно переходят то в открытое, то в закрытое состояние.

Принцип работы винтового насоса

При этом в момент открытия жидкость из предыдущей полости вытесняется выступом эластомерной обоймы в последующую. С продолжением вращения объем опорожненной полости снова увеличивается, что приводит к всасыванию ею следующей порции вещества. При этом перекачивание среды осуществляется без пульсаций, поскольку площадь сечения полостей одинакова по всей длине спирального желоба ротора.

Регулирование производительности (подачи) осуществляется путем изменения частоты вращения ротора, для чего требуется частотный привод.

Зазор между поверхностью ротора и эластомерной обоймой в силу особенностей конструкции последней является саморегулируемым: он остается постоянным независимо от давления внутри агрегата. Благодаря этому винтовой насос при небольших размерах может развивать высокий напор – до 35 МПа.

Как видно, по характеру действия ротора винтовой насос принципиально отличается от шнекового, хотя оба имеют сходное устройство.

Шнековые агрегаты, как и центробежные, относятся к категории динамических, тогда как винтовые являются объемными. Однако, и те и другие являются насосами вытесняющего действия.

Между линиями всаса и подачи особо мощных винтовых насосов обязательно прокладывается перемычка (байпас) с предохранительным клапаном.

Если нагнетательный трубопровод окажется засоренным либо на нем будет по ошибке закрыта задвижка, предохранительный клапан откроется, и насос будет прокачивать жидкость через байпас по замкнутому контуру. Если такую меру не предусмотреть, избыточное давление повредит детали агрегата и в первую очередь – полимерную обойму.

К числу хозяйственного оборудования, необходимого для жителя загородного дома, необходимо отнести , который может выполнять массу полезных функций. Поговорим подробно о применении агрегата в быту и приведем пример популярных моделей.

Почему насосная станция не набирает давление? Ответ вы найдете в статье.

Видео на тему

Винтовой или эксцентриковый шнековый насос – объемный насос, получивший широкое распространение в самых различных отраслях промышленности, используемый например как для перекачки сахарного сиропа в пищевой промышленности, так и как погружной насос для скважины, применяемый при разработке нефтяных месторождений. Разнообразие применений стало возможно благодаря устройству шнекового насоса, который может обеспечивать широкий диапазон производительности при достаточно высоких давлениях.

Винтовой насос отлично подходит для перекачки высоковязких, чувствительных к сдвигу продуктов, а также жидкостей с содержанием твердых включений

Основными элементами винтового эксцентрикового шнекового насоса являются металлический спиральный ротор, вращающийся в эластомерном статоре.

Ротор
Статор
Всасывающий патрубок
Нагнетательный патрубок
Уплотнение вала
Карданные шарниры

Принцип работы винтового насоса

Ротор плотно прилегает к спиральному эластомерному статору, образуя двойную цепочку герметичных полостей. При вращении ротора жидкость переносится в этих полостях от всасывающего к нагнетательному патрубку, не меняя при этом своего объема и формы.

Материальное исполнение

Для основных элементов винтового насоса доступны разнообразные материалы, обеспечивающие необходимую стойкость при работе с агрессивными, абразивными, высоко температурными жидкостями

Можно выделить следующие основные материалы:

Типы уплотнения вала насоса

Сальниковое уплотнение (ссылка на сальниковое уплотнение)
Манжетное уплотнение
Торцевое уплотнение (одинарное или двойное) (ссылка на торцевое уплотнение)
Магнитная муфта

Основные исполнения винтовых насосов

Производительность: от 0,03 м3/ч до 500 м3/ч
Максимальное давление (стандартное исполнение): от 6 до 48 бар
Количество ступеней (стандартное исполнение): от 1 до 8

Примечание: максимальное давление практически не ограничено и зависит от количества последовательно установленных ступеней насосов. Практически все изготовители производят насосы до 8 ступеней, что соответствует давлению 48 бар. У некоторых производителей в линейке есть винтовой насос высокого давления до 240 бар.

Вязкость жидкости: от 1 до 3 000 000 сПз
Максимальный размер твердых включение: 150 мм

Преимущества и недостатки винтового насоса

Преимущества

Перекачка высоковязких жидкостей
Высокое давление
Постоянная подача
Возможность к самовсасыванию
Перекачка жидкостей чувствительных к сдвигу
Широкий выбор материалов
Возможность работы с жидкостями содержащие твердые включения
Широкий диапазон подач

Недостатки:

Занимают слишком много места. Чем больше ступеней у насос, тем длина проточной части становится больше.
Тяжело обслуживать. Для замены основных рабочих элементов необходимо много свободного места и специальное оборудование.
Высокая стоимость запасных частей
Ротор и статор всегда находятся в контакте. Приводит к увеличенному износу при перекачке абразивных жидкостей
Недопустима работа «в сухую»

Области применения

Винтовые насосы применяются чаще всего в следующих отраслях промышленности.

Нефтяная и газовая промышленность
Химическая промышленность
Водоочистка и водоподготовка
Целлюлозно-бумажная промышленность
Лакокрасочная промышленность
Пищевая
Фармацевтическая
Судостроение и судоходство

Для следующих задач.

В системах автономного водоснабжения, а также функционирования систем для перекачки различных жидкостей используются различные . Для скважин и колодцев в частном секторе чаще всего использую погружные модели, к которым относится и винтовой насос для скважины. Этот вид оборудования находит широкое применение не только в быту, но и в промышленности благодаря своей простой и практически безотказной конструкции.

Винтовые насосы, которые еще называют шнековые, работают с помощью простого механизма на основе вращающегося винта (шнека), находящегося внутри цилиндрического или конусообразного корпуса. Подача и движение жидкости внутри рабочей камеры происходит за счет постоянного движения винта. Во время непрерывного движения шнека канавки на его поверхности заставляют жидкость двигаться только вперед, не давая ей вытекать обратно. Тем самым погружные шнековые насосы поддерживают постоянный напор воды в системе, не увеличивая при этом рабочее давление в камере.

Рис. 1 Устройство шнекового насоса

Особенности функционирования винтовых моделей насосного оборудование предполагает их погружение непосредственно в рабочую среду – в скважину или колодец. Это объясняется тем, что подобная конструкция техники не позволяет ей работать на т.н. холостом ходу. Для стабильной работы агрегата нужен постоянный уровень жидкости, и без доступа к рабочей среде оборудование просто останавливается.

Преимущества и недостатки техники

Винтовой скважинный насос (или центробежный — как его еще называют) считается одним из предпочтительных видов насосного оборудования для подачи воды в систему автономного водоснабжения, а также на производстве для откачки и циркуляции различных жидкостей – нефтепродуктов, сжиженного газа, агрессивных рабочих сред с высоким содержанием химических реагентов.

Основными преимуществами погружных винтовых насосов являются:

высокая производительность;
простота обслуживания;
отсутствие шума во время работы;
возможность работать с различными по качеству рабочими средами.

Последний пункт – один из самых важных для многих пользователей насосного оборудования. Тогда как другие модели достаточно чувствительны к составу рабочей среды и могут выходить из строя даже при небольшом включении песка в воде, то шнековые насосы нечувствительны к загрязнению воды и могут работать даже с сильнозагрязненными и даже вязкими средами. Это является одним из самых критичных параметров для многих владельцев скважин, где не справляются даже фильтры грубой очистки.

Рис.2 Шнековые насосы — одно из производительных видов оборудования

Компактность – еще одно преимущество, которым обладают шнековые насосы для скважин. Обычно это погружные насосы, геометрические параметры которых совпадают с параметрами скважины. Чаще всего размер цилиндрического корпуса оборудования не превышает 12-15 см в диаметре. При этом за счет принципа работы – создания центробежной силы и завихрений в рабочей камере, винтовые агрегаты показывают высокую производительность.

Последняя напрямую зависит от скорости вращения шнека: чем она выше, тем больше воды способен перекачать агрегат за единицу времени. Стандартные модели для домашнего использования способны поддерживать стабильный уровень воды в системе на отметке до 1500-2000 литров жидкости в час.

Недостатки винтовых насосов

У данного оборудования есть ряд минусов, о которых также нужно знать перед тем, как выбирать винтовые модели:

высокая цена;
фиксированный рабочий объем;
невозможность работать «вхолостую».

Выбирая насосы для грязной воды винтового типа, пользователь должен быть готов заплатить продавцу большую сумму по сравнению с другими стандартными видами оборудования. Средняя стоимость одной модели, в зависимости от производителя, составляет несколько сотен долларов для импортного оборудования. Можно взять и отечественные модели, например «Малыш», «Водомет», «Беламос» и другие. Но лидерами рынка и в России, и за рубежом являются иностранные торговые марки, такие как Grundfos, Gadrena, Aquatica, Werk и другие.

Классификация оборудования

Рис. 3 Шнековые насосы стандартные и глубинные

Все шнековые насосы для скважин делятся на стандартные и глубинные. Первые подходят для установки в неглубоких колодцах и скважинах, например, для добычи воды в песчаных водоносных слоях. Такие модели отличаются меньшей производительностью, и обычно устанавливаются на глубине не более 20-25 метров. Глубинный скважинный насос имеет более удлиненный корпус и шнек и предназначается для установки в артезианских скважинах, бурение которых достигает нескольких сотен метров в глубину. Такие модели отличаются большей производительностью и, соответственно, более высокой ценой.

В ответе на вопрос, какой насос шнекового типа для скважины выбрать, необходимо учесть параметры гидротехнического сооружения. Глубина залегания водяного зеркала, а также потребность объекта в водоснабжении – основные технические факторы, влияющие на выбор агрегата. Следует также учесть и мощность самого оборудования, т.к. для его работы потребуется постоянное электропитание.

Глубинные и стандартные шнековые электронасосы в среднем потребляют 1,5 кВт энергии в час, что позволит подключить их к стандартному источнику питания 220В. Но производители рекомендуют выделить для насосного оборудования отдельный источник электроэнергии и защитить его дополнительно автоматическим выключателем.